永磁同步风力发电系统的PWM逆变器开路故障特征分析

文章提出了一种利用电流有效值与瞬时值变化特征定位逆变器IGBT开路故障点的方法。基于逆变器硬件拓扑结构,阐述了逆变器中IGBT开路故障点定位的基本原理;利用MATLAB/Simulink平台中搭建的永磁同步风力发电系统仿真模型,在分析IGBT开关管正常状态与故障状态下逆变器输出电流有效值与瞬时值的变化特征基础上,构建了逆变器IGBT开路故障点诊断规则表;利用永磁同步风力发电系统实验验证平台对该诊断方法的正确性进行校验,结果表明该方法不仅可精确诊断逆变器单桥臂单/双IGBT开关管开路故障,还可适用于逆变器中同时出现的单桥臂单/双IGBT开关管开路故障的定位。     

一种改进的抑制漏电流无隔离光伏并网逆变器

针对传统逆变器拓扑效率低、漏电流大的问题,提出改进的H5桥无隔离光伏并网逆变器拓扑,与传统H桥逆变器相比,改进H5桥增加一个开关管,使得在续流阶段光伏模块和电网之间的隔离,从而可实现共模漏电流的抑制;高频开关利用MOSFET代替IGBT,可减少开关损耗,提高系统效率;消除死区时间,提高并网电流质量。通过一个1 k W的原理样机进行实验验证。     

混合级联H桥逆变器的倍频调制及功率平衡方法

为消除电流倒灌问题和实现倍频调制,提出一种电压比为1∶1∶2∶2的混合级联H桥十三电平逆变器拓扑和一种混合载波移相调制方法。同时,为解决逆变器中高压单元的功率平衡问题,还给出一种基于逻辑运算的功率平衡方法。仿真和实验结果表明:该文所提混合载波移相调制方法可使该混合级联H桥逆变器具有4倍频特性和保证高压单元工作在基波频率,并且经过功率平衡控制后还可实现逆变器中高压单元之间的功率平衡。     

永磁同步电机驱动系统逆变器故障诊断研究

采用混杂系统理论的分析方法,建立更精确的电机驱动系统开关函数模型——混合逻辑动态模型。并由此提出一种基于电流残差的永磁同步电机驱动系统逆变器开路故障诊断方法。该方法利用主控制器的变量,无需额外的传感器,构造的观测器直接引入真实检测电流,避免观测误差以及时间延迟,而且逆变器发生开路故障时残差与时间成正比,时间越长,残差量就越大,且极易检测,可靠性高。这种方法摆脱了负载和主控制器的影响,具有很强的鲁棒性。反应迅速,能在故障发生的1/4周期之内完成诊断与定位。通过Matlab/Simulink仿真研究验证所提故障诊断方法的可行性和有效性。     

海鸥算法优化DBN的光伏逆变器故障诊断方法北大核心CSCD

光伏逆变器开路故障种类较多且特征相似,因此故障诊断准确率不高。文章将自适应噪声完备经验模态分解和改进深度置信网络相结合,提出一种新型的故障诊断方法。该方法首先分析光伏逆变器的拓扑结构和工作原理,定义不同的开路故障类型;其次,采用自适应噪声完备经验模态分解和相关系数-能量值准则,筛选敏感本征模态函数(Intrinsic Mode Functions,IMF)分量,并通过希尔伯特变换求取各IMF分量包络谱,构造IMF分量、包络谱的能量和能量熵作为高维故障特征向量;最后,以训练集预测误差为适应度函数,采用海鸥算法(Seagull Optimization Algorithm,SOA)优化改进深度置信网络中的隐含层神经元数量和反向微调学习率两个重要参数,将多特征融合向量输入到SOA-DBN模型中,完成逆变器开关器件故障辨识。仿真和实验表明,与传统模型相比,文章所提的方法具有更好的诊断效果。     

光伏微逆变器用串联谐振型直流变压器的设计

低压输入的光伏微逆变器系统中,广泛采用"Boost+直流变压器"的两级式DC/DC功率变换方案,传统的直流变压器方案主要是基于全桥变换器方案,该方案开关管数量多,而且开关管工作在硬开关状态。文章提出了一种新型串联谐振型直流变压器,该变压器原边采用半桥结构,副边为倍压整流结构,变压器开关管数量减少了一半。通过引入串联谐振腔,在合理设计死区时间的基础上,开关管可工作在软开关状态。最后制作了一台300 W样机,样机具有良好的增益特性和效率特性。     

一种基于电路等效替换的整流器容错控制方法

对三相桥式PWM整流器中单个功率开关管开路时的电路模型进行化简,并对其分析和讨论,提出一种基于电路等效替换的容错控制算法。当开路故障发生时,在不改变整流器拓扑结构的前提下,该方法能有效减少交流侧电流畸变,维持直流母线电压稳定。通过仿真和实验验证所提出的容错控制方法的正确性和有效性。     

一种单相高频光伏并网逆变器的研究

为解决传统全桥、半桥结构存在桥臂直通,需要加死区时间以及续流回路需经过性能较差的体二极管增大开关损耗的问题,研究一种单相双电感桥式光伏并网逆变器。该拓扑同一桥臂只有一个二极管和开关管,不存在桥臂直通,无需加死区时间,其在采用单极性正弦波脉宽调剂(sine pulse width modulation,SPWM)调制方式的同时,能有效抑制共模电流,解决非隔离型逆变器漏电流问题。采用多谐振控制算法来抑制低次谐波,提高并网质量;同时,利用SiC肖特基二极管续流,解决由续流二极管反向恢复时间增加的开关损耗,能在100 kHz或更高开关频率下确保变换效率,可有效提高逆变器功率密度。设计试制一台500 W原理样机,仿真和实验证明,该拓扑结构具有高功率密度,漏电流抑制能力强的特征。     

电池储能系统换流桥IGBT开路故障诊断方法

针对电池储能系统换流桥器件IGBT发生故障时,会导致电压电流的畸变,影响电能质量,严重时会对储能系统的安全运行造成威胁这一问题,分析了换流桥IGBT开路故障时的特性,并在PSCAD/EMTDC环境下搭建电池储能系统模型对IGBT的开路故障进行了仿真研究。在分析和仿真研究的基础上,提出了一种适用于电池储能系统的换流桥IGBT阀开路故障诊断方法。     

一种用于光伏电站的电力电子变压器

提出一种用于光伏电站的电力电子变压器拓扑结构,采用高频变压器实现电气隔离,并结合级联H桥型变换器提高输出电压的等级和波形质量;研究拓扑的工作原理和能量传输规律,建立电容电压的控制模型,分析高频H桥工作相位对能量传输和电容电压平衡控制的影响,提出一种协调控制各直流电容电压的方案。将载波相移调制算法应用于逆变器中,系统等效开关频率和输出电压的波形质量得到提高。实验结果表明,该文提出的电力电子变压器拓扑结构和控制算法正确可行。     

Fault-Tolerant Soft Starter Control of Induction Motors With Reduced Transient Torque Pulsations

Fault-tolerant operation of induction motors fed by soft starters when experiencing thyristor/silicon-controlled rectifier open-circuit or short-circuit switch fault is presented in this paper. The present low-cost fault mitigation solution can be easily retrofitted, without significant cost increase, into the existing off-the-shelf three-phase soft starters to enhance the reliability and fault-tolerant capability of such soft starter systems. In the event of either thyristor open-circuit or short-circuit switch fault in any one of the phases, the fault-tolerant soft starters are capable of operating in a two-phase control mode using a novel resilient closed-loop control scheme. The performance resulted from the present fault-tolerant soft starter control has demonstrated reduced motor starting transient torque pulsations as well as reduced motor inrush current magnitude. The present fault-tolerant approach is applicable to any soft starters that control small to large integral horsepower induction motors. Simulation results along with supporting experimental results for a 1.492-kW, 460-V, four-pole, three-phase induction motor are presented here to demonstrate the soundness and effectiveness of the present fault-tolerant approach.      

光伏准Z源H桥级联多电平逆变器并网调制技术

该文针对光伏准Z源逆变器的运行特点,基于逆变器两态滞环电流控制工作原理,提出一种能使逆变器直通实现光伏MPPT的三态滞环控制器和单相准Z源级联逆变器三态滞环控制系统,分析三态滞环控制器的工作原理,并用三单元准Z源级联逆变器系统仿真,对比研究三态滞环控制、载波层叠法和载波移相法的控制效果。仿真结果表明,三态滞环控制调制策略表现出更好的稳态和动态响应性能,其并网电流谐波畸变率更小。     

直接驱动型全功率变流风力发电系统

从等效电路的角度分析了两级联H桥输出五电平的工作模式.为了满足直驱型风电系统对变流器的大功率要求,采用载波相移正弦脉宽调制技术(CPS-SPWM)控制级联H桥变流器,并对比了常规CPS-SPWM调制方法和对称调制法在实现五电平输出上的差异,经仿真和试验验证:这种拓扑结构满足直驱型风力发电系统对变流器的要求,说明CPS-SPWM调制方法适用于直驱型风力系统中的大功率变流器,在提高装置功率容量的同时,可以有效地减小变流器输出谐波,调节输出波形,提高整个装置的信号传输带宽.     

太阳光伏阵列的温度与红外特性分析

反常的温度分布往往能反映设备的非正常运行状态。红外图像为有效测量物体的温度及相对温度分布提供了便捷的途径。本文分别从理论和实验上分析与验证了太阳光伏阵列在正常光照、遮挡、故障以及典型负载、开路、短路等情况下的温度变化及相应的红外图像，为进一步在大面积的太阳光伏利用中实现非接触式的在线检测与故障分析提供依据。     

太阳能及空气源热泵复合供热系统故障诊断研究与应用

为确保复杂太阳能热水系统的稳定运行,有必要采集实时运行数据从中获取故障特征信号,通过专家系统进行自动故障诊断。采用故障树分析方法,以太阳能热利用系统典型故障为例构建故障树,求解最小割集,并以此为基础建立诊断知识库;运用正向推理结合人工辅助决策机制进行故障诊断和定位,建立故障诊断专家系统。开发故障诊断软件,并在工程中进行测试,验证故障辨识的准确性。     

用反常系数法探讨三峡地区的断裂活动性

利用反常系数法对三峡地区的断裂活动性进行了初步研究，认为反常在空间上呈带状异常分布，断裂通过处Ｋ值系数发生突变，在排队非构造因素后，可作为断裂活动性的一种标准；还认为三峡地区的高桥断裂、水田南断裂、雾渡河断裂、仙女山断裂和九湾溪断裂均属活动性断裂。     

Application of an adaptive neural network with symbolic rule extraction to fault detection and diagnosis in a power generation plant

Artificial neural networks have a good potential to be employed for fault diagnosis and condition monitoring problems in complex processes. In this paper, the applicability of the fuzzy ARTMAP (FAM) neural network as an intelligent learning system for fault detection and diagnosis in a power generation plant is described. The process under scrutiny is the circulating water (CW) system, with specific attention to the conditions of heat transfer and tube blockage in the CW system. A series of experiments has been conducted systematically to investigate the effectiveness of FAM in fault detection and diagnosis tasks. In addition, a set of domain rules has been extracted from the trained FAM network so that its predictions can be explained and justified. The outcomes demonstrate the benefits of employing FAM as an intelligent fault detection and diagnosis tool with an explanatory capability for monitoring and diagnosing complex processes in power generation plants.     

基于多尺度深度卷积网络特征融合的滚动轴承故障诊断

针对传统滚动轴承故障诊断模型对工程先验知识依赖性强、提取特征不充分、分类器选取困难等问题,提出一种基于多尺度深度卷积网络特征融合的滚动轴承故障诊断模型。首先,建立集特征提取与模式识别于一体的卷积神经网络模型,利用小波变换将滚动轴承振动信号转换为二维图像作为输入样本集。然后,在网络结构中构建多尺度特征融合模块自适应提取故障样本不同层级特征,以实现样本不同尺度特征的充分提取。最后,将故障样本输入到网络中实现轴承信号特征自适应提取及端到端诊断。实验结果表明,所提基于多尺度深度卷积网络特征融合的故障诊断模型能充分提取信号各层级特征,在不同噪声干扰下具有较高的诊断精度和鲁棒性,可为滚动轴承故障诊断提供理论基础和实现途径。     

2-巯基嘧啶界面钝化改善钙钛矿太阳电池性能

该文研究2-巯基嘧啶（2-MP）对三元阳离子钙钛矿太阳电池光吸收层与空穴传输层的界面进行钝化,钝化改善薄膜及器件的光电性能。瞬态和稳态光致发光荧光光谱表征结果说明钝化后的钙钛矿薄膜非辐射复合被抑制。这均有利于抑制载流子复合和提升开路电压。钝化后薄膜疏水性增强,更好地阻挡水汽侵蚀,提升稳定性。光强依赖性测试结果表明2-MP有效地钝化缺陷。J-V测试表明钝化后器件光电性能明显改善,开路电压最高达1.133 V,效率最高达21.66%。并且优化器件的稳定性显著改善,在氮气中储存97 d后效率保持初始效率的90%。     

Fault Detection and Diagnosis in an Induction Machine Drive: A Pattern Recognition Approach Based on Concordia Stator Mean Current Vector

The aim of this paper is to study the feasibility of fault detection and diagnosis in a three-phase inverter feeding an induction motor. The proposed approach is a sensor-based technique using the mains current measurement. A localization domain made with seven patterns is built with the stator Concordia mean current vector. One is dedicated to the healthy domain and the last six are to each inverter switch. A probabilistic approach for the definition of the boundaries increases the robustness of the method against the uncertainties due to measurements and to the PWM. In high-power equipment where it is crucial to detect and diagnose the inverter faulty switch, a simple algorithm compares the patterns and generates a Boolean indicating the faulty device. In low-power applications (less than 1 kW) where only fault detection is required, a radial basis function (RBF) evolving architecture neural network is used to build the healthy operation area. Simulated experimental results on 0.3- and 1.5-kW induction motor drives show the feasibility of the proposed approach.